ברזל (II) תחמוצת: מבנה, שמות, תכונות, שימושים - כִּימִיָה - 2025

תחמוצת ברזל (II) אוקסיד או ברזליות, הוא שחור אורגניים נוצרו מוצק על ידי תגובה של חמצן (O ₂ ) עם ברזל (Fe) למדינה 2 חמצון. זה נקרא גם חד תחמוצת ברזל. הנוסחה הכימית שלה היא FeO.

הוא נמצא בטבע בתור המינרל ווסטיט, חבר בקבוצת הפריקלאז. זה ידוע גם בשם wuestite, iosiderite או iozite. Wustite הוא מינרל אטום, שחור עד חום בצבעו, אם כי תחת אור משתקף הוא אפור. יש לו ברק מתכתי.

אבקת תחמוצת ברזל או ברזל (II). FK1954. מקור: Wikipedia Commons

ניתן להשיג תחמוצת ברזל (II) על ידי פירוק ואקום תרמי של אוקסלט ברזל (II), קבלת אבקה שחורה פירופורית. אבקה זו מצמצמת את מצב החלוקה שלה והופכת להיות פחות מגיבה כאשר היא מחוממת לטמפרטורות גבוהות.

גבישי תחמוצת ברזל (II) ניתנים להשגה רק בתנאי שיווי משקל בטמפרטורה גבוהה, תוך קירור מהיר של המערכת. אם התגובה מתבצעת בטמפרטורות נמוכות יותר, ה- FeO אינו יציב והופך להיות ברזל (Fe) ותחמוצת Fe ₃ O ₄ , מכיוון שקירור איטי מעדיף חוסר פרופורציה.

מכיוון שהוא פירופורי, זהו חומר המציג סיכון שריפה. בנוסף, זה מסוכן אם נשאפים אותו בכמויות גדולות ובמשך זמן רב, מכיוון שהוא יכול לגרום למחלות ריאה.

תחמוצת ברזל (II) משמשת כפיגמנט בקרמיקה, אמייל, כוסות וקוסמטיקה. על תכונותיו המגנטיות הוא משמש ברפואה. הוא משמש גם כנוגד חמצון במזונות ארוזים, ובנוסף הוא משמש לקטליזת תגובות ובנוסחאות הדברה.

מִבְנֶה

באופן תאורטי, ברזל (II) תחמוצת (FeO) היא בעלת המבנה המעוקב של מלח סלעים, שיש לו 4 יוני Fe ²⁺ ו- 4 O ^2- יוני לכל תא יחידה, ויוני Fe ²⁺ הכובשים באתרי האוקטאהדרלה.

עם זאת, המציאות היא שהיא חורגת באופן משמעותי ממבנה מלח הסלעים האידיאלי של FeO, שכן זהו סידור לקוי מורכב.

כמה יוני Fe ²⁺ מוחלפים על ידי יוני Fe ³⁺ , כך שהמבנה הגבישי תמיד חסר ברזל. מסיבה זו נאמר שהוא מוצק לא-סטואוציומטרי. הנוסחה המתארת ​​אותה בצורה הטובה ביותר היא Fe _1-x O.

לעומת זאת, תחמוצת ברזל (II) תחמוצת (FeO.nH ₂ O) היא מוצק גבישי ירוק.

מִנוּחַ

יש לו כמה שמות:

- תחמוצת ברזל (II).

- תחמוצת ברזליות.

- חד תחמוצת ברזל.

- ווסטיטה.

ווסטיטה.

- יוסידרייט.

- יוזיטה.

נכסים

מצב פיזי

מוצק גבישי.

קשיות של מוהס

5-5.5.

משקל מולקולרי

71.84 גרם / מול.

נקודת המסה

1368 מעלות צלזיוס.

צְפִיפוּת

5.7 גרם / ס"מ ³

מְסִיסוּת

כמעט ולא מסיסים במים ובאלקליות. מסיסים במהירות בחומצות. בלתי מסיס באלכוהול.

מדד שבירה

2.23.

נכסים אחרים

- מתחמצן בקלות באוויר. בתנאים מסוימים הוא מתלקח באופן ספונטני באוויר. זו הסיבה שנאמר שהוא פירופורי.

- זהו בסיס חזק וסופג פחמן דו חמצני במהירות.

- המינרל הטבעי ווסטיט הוא מגנטי ביותר. עם זאת, מתחת ל- 75 מעלות צלזיוס FeO הוא אנטי-פרומגנטי.

- Wustite מתנהג כמו מוליך למחצה.

- תכונות המוליכות המגנטית והחשמלית, כמו גם המבנה שלה, תלויים בהיסטוריה התרמית שלה ולחצים אליהם הוא נתון.

סיכונים

- שאיפת אבק תחמוצת ברזל (II) או אדים נחשבת כמסוכנת, מכיוון שהיא עלולה לגרום לגירוי באף ובגרון ועלולה להשפיע על הריאות.

- רמות גבוהות של חשיפה לאבק FeO עלולות להוביל למצב הנקרא קדחת עשן מתכתית, מחלת חשיפה תעסוקתית הגורמת לתסמינים דמויי שפעת.

- חשיפה מתמשכת לרמות גבוהות של FeO יכולה להיות בעלת השפעות חמורות יותר, כולל מחלה המכונה סידרוזיס. זוהי דלקת של הריאות המלווה בתסמינים הדומים לדלקת ריאות.

יישומים

בכלי חרס

FeO כבר מזמן משמש כפיגמנט בתערובות קרמיקה.

בייצור זכוכית

בשל צבעו הירוק, תחמוצת הברזל המתייבשת (FeO.nH ₂ O) מצטיינת בייצור זכוכית ירוקה עם מאפייני ספיגת חום. סוג זכוכית זה משמש בבניינים, מכוניות, בקבוקי יין ויישומים אחרים.

בקבוקי זכוכית ירוקים. Vinitagangurde. מקור: Wikipedia Commons

בענף הפלדה

FeO משמש כחומר גלם בייצור פלדה. חשוב להדגיש כי ביישום זה יש לשלוט בפעילות של FeO, מכיוון שאם היא עודפת זה יכול להשפיע לרעה על התהליך, במיוחד זה יכול להגביר את חמצון האלומיניום. כדי להימנע מכך, לעתים קרובות אלומיניום או סידן קרביד מתווסף לשלב הסיגים.

בקטליזה של תגובות כימיות

הוא משמש כזרז למספר רב של פעולות תעשייתיות וכימיות. בתכשירים הזרזיים, בולטים אלה המשמשים בסינתזה של NH ₃ ובמתנון.

בהדברה

הוא משמש בנוסחאות לשליטה ביתית בחרקים.

בענף הקוסמטיקה

משתמשים בו במנקי ניקוי, התחדשות וקרמים לטיפול אישי.

כחומר צביעה או פיגמנט בקוסמטיקה, הוא משמש לכיסוי פגמים על פני העור. מכיוון שהוא בלתי מסיס במים, כאשר משתמשים בהם הוא נשאר בצורה של גבישים או חלקיקים ומאפשר ציפוי רב יותר.

בהיותו פיגמנט מינרלי, הוא עמיד יותר לאור בהשוואה לצבעים אורגניים. פיגמנטים מינרלים אטומים יותר אך פחות מבריקים. תחמוצת ברזל (II) מספקת יציבות מצוינת והיא בין הפיגמנטים המינרלים המשומשים ביותר באיפור.

בתרופה

חלקיקי FeO מגנטיים נמצאים בשימוש נרחב בתחום זה. לדוגמה, מיקוד תרופות תרופות וטכניקות כמו מיון תאים מנצלים את המשיכה של חלקיקים מגנטיים לצפיפות שטף מגנטי גבוהה. זה תקף לטיפול בסרטן.

בשימור מזון

FeO פועל כנוגד חמצון באריזות מזון. הוא מתווסף כאבקה דקה בשקית או בתווית המחוברת לאריזה, מופרד מהמוצר. באופן זה הוא משוחרר בקצב מבוקר.

בשל תכונה שלו להגיב בקלות עם חמצן, הוא משמש כחומר לכידת O ₂ , ומפחית את ריכוזו בתוך האריזה בה ממוקם המזון.

לפיכך, השפלת החמצון של המזון מתעכבת, מה שמגדיל את משך הזמן שלו. הוא משמש במיוחד לשימור בשרים.

אריזות בשר בסופרמרקט. משתמש: מאטס. מקור: Wikipedia Commons

שימושים אחרים

תעשיית הקוסמטיקה משתמשת ב- FeO ליצירת פיגמנטים באמייל.

הפניות

1. כותנה, פ. אלברט ווילקינסון, ג'פרי. (1980). כימיה אורגנית מתקדמת. גרסה רביעית. ג'ון וויילי ובניו.
2. הספרייה הלאומית לרפואה. (2019). תחמוצת ברזליות. התאושש מ- pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
3. דאנס, ג'יי.סי; אמליוס, HJ; סר רונלד Nyholm ו Trotman-Dickenson, AF (1973). כימיה אורגנית מקיפה. כרך 3. עיתונות פרגמון.
4. קירק-אחר (1994). אנציקלופדיה לטכנולוגיה כימית. כרך 14. המהדורה הרביעית. ג'ון וויילי ובניו.
5. שירות, ב .; רב סרן מ .; פיטוסי, פ .; קפליאר, ר .; דורמוי, מ 'וג'ינסטר, ג'יי (2007). סוכני צביעה בקוסמטיקה דקורטיבית ואחרים. שיטות אנליטיות. 141-152. התאושש מ- sciencedirect.com.
6. הנס, ג '(2012). ננו-קומפוזיטים ממתכת-פולימר. התקדמות בננו-קומפוזיטים פולימריים. התאושש מ- sciencedirect.com
7. דלה רוזה, מרקו (2019). קיימות אריזה בתעשיית הבשר. בייצור ועיבוד בשר בר-קיימא. פרק 9. התאושש מ- sceincedirect.com.
8. מכון הדסון למינרלוגיה (2019). ווסטיט. התאושש מ- mindat.org.
9. חזן, רוברט מ 'וז'אולוז, ריימונד (1984). Wüstite (Fe _1-x O): סקירה של מבנה הפגמים ותכונותיו הגופניות. ביקורות על גיאופיזיקה ופיזיקת חלל, כרך 22, מס '1, עמודים 37-46, פברואר 1984.